Spojení membránových metod a vakuového odpařování pro zahušťování digestátu z bioplynových stanic

Combination of membrane technologies and vacuum evaporation for thickening of a digestate from biogas stations

abstrakt

čeština

Digestát je vedlejším produktem anaerobní fermentace v bioplynových stanicích (BPS), který nachází uplatnění především jako hnojivo na přilehlých zemědělských pozemcích. Jeho kapalná část, fugát, obsahuje nízký podíl živin a jeho skladování a aplikace na poli jsou spojeny s vysokými náklady pro provozovatele. Zvýšit koncentraci živin (N,P,K) ve fugátu je možné vakuovým odpařováním vody. Zásadní výhodou odpařování je možnost upotřebení nízkopotenciálního odpadního tepla, kterého je zpravidla v BPS přebytek. Aby měla zahušťovací operace smysl, je nutné zajistit takovou kvalitu odloučené vody (destilátu), která umožní její vypouštění do recipientu nebo povrchových vod. Destilát získaný odpařováním digestátu však tento požadavek nesplňuje. Destilovaná voda je zpravidla prostá sušiny, nerozpuštěných látek a solí, stejně jako sloučenin fosforu a draslíku. Může vykazovat nízké hodnoty CHSK, ale pouze v řádu desítek či nízkých stovek mg/l. Zásadním nedostatkem je přítomnost amoniakálního dusíku, jenž se z digestátu uvolňuje ve formě NH3, a kterého se bez předchozí úpravy pH do destilátu dostane až kolem 90 %. Membránové metody představují způsob, jak amoniakální dusík z destilátu účinně separovat. Zařazení membránových technologií za odparku je výhodné v tom smyslu, že čištěná voda (destilát) je již zbavena drtivé většiny znečišťujících látek, které by mohly mít negativní dopad na zanášení a ucpávání membrán. Jako nejvhodnější se pro tento účel jeví reverzní osmóza a membránová destilace, které již schopnost separace amoniakálního dusíku ze zemědělských odpadních vod prokázaly. Úspěšná membránová separace si pravděpodobně vyžádá úpravu pH destilátu a recirkulaci permeátu.

Digestate is a by-product of anaerobic fermentation in biogas plants (BPS), which is mainly used as a fertilizer on adjacent agricultural land. Its liquid part (liquid digestate), contains a low concentration of nutrients and its storage and application on the field are associated with high costs for the operator. Increasing the nutrient concentration (N, P, K) in the liquid digestate is possible by vacuum evaporation (VE) of water. Together with certain membrane technologies (reverse osmosis, membrane distillation), VE is a promising method for a succesful thickening of liquid digestate. This study discuss several technical issues connected with such a technology.

bioplynové stanice; anaerobní fermentace; digestát; fugát; vakuové odpařování; membrány

biogas plants; anaerobic digestion; digestate; liquid digestate; vacuum evaporation; membranes

VONDRA, M.

29. 5. 2017

Česká membránová platforma, z.s.

Česká Lípa

978-80-904517-9-7

MEMPUR 2017, Sborník abstraktů